JP2017122754A - 光レセプタクル、光モジュールおよび測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光伝送体を挿入するための挿入孔の位置および形状が正確に測定されうる光レセプタクルを提供する。【解決手段】光レセプタクル１３０は、発光素子からの光を入射させる第１光学面と入射光を反射させる反射面１３２と反射光を光伝送体の端面に向けて出射させる第２光学面と、第１凹部１４０、第２凹部１４１、傾斜面１４０１、挿入孔１４５、貫通孔１４４および基準部１５０を有する。第１凹部１４０の内側面には、第１凹部１４０の開口部に近づくにつれて第２光学面から離れるように傾斜している傾斜面１４０１を有する。直線状の挿入孔１４５の両端には、傾斜面１４０１に開口している第１開口部１４５１と第２凹部１４１の内側面に開口している第２開口部１４５２とが配置されている。貫通孔１４４は挿入孔１４５の中心軸上で第２開口部１４５２と対向している。基準部１５０は第１凹部１４０と第２凹部１４１が開口している側の面に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、光伝送体を挿入するための挿入孔を有する光レセプタクルと、これを有する光モジュールと、光レセプタクルにおける前記挿入孔の位置および形状を測定するための測定方法とに関する。

以前から、光ファイバや光導波路などの光伝送体を用いた光通信には、面発光レーザ（例えば、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser））などの発光素子を備えた光モジュールが使用されている。光モジュールは、１または２以上の光電変換素子（発光素子または受光素子）と、送信用または受信用の光結合素子（以下、「光レセプタクル」ともいう）とを有する。光レセプタクルとして、光伝送体を保持するための構造が形成されている光レセプタクルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１は、特許文献１に記載の光モジュール１０の構成を示す断面図である。特許文献１に記載の光モジュール１０は、基板２０と、基板２０上に設置されている光電変換素子３０と、透明材料からなる光レセプタクル４０とを有する。光レセプタクル４０は、第１光学面４１と、反射面４２と、第２光学面４３と、光レセプタクル４０の天面に開口している第１凹部４４および第２凹部４５と、その両端が第１凹部４４および第２凹部４５にそれぞれ開口している、光伝送体５０を第２凹部４５側から挿入するための第１挿入孔４６と、第２凹部４５および外部を連通させている、光伝送体５０を外部から挿入するための第２挿入孔４７とを有する。以下、第１凹部４４の内側面に開口している第１挿入孔４６の開口部を「第１開口部４６１」ともいい、第２凹部４５の内側面に開口している第１挿入孔４６の開口部を「第２開口部４６２」ともいう。

第１光学面４１は、光電変換素子３０から出射された光を入射させる。反射面４２は、第１光学面４１で入射した光を第２光学面４３に向けて反射させる。第２光学面４３は、第１光学面４１で入射し、光レセプタクル４０の内部を通る光を光伝送体５０の端面に向けて出射させる。特許文献１に記載の光モジュール１０では、光伝送体５０は、外部から第２挿入孔４７、第２凹部４５および第１挿入孔４６にこの順に挿入されて、光レセプタクル４０に接続される。このとき、第１挿入孔４６は、光伝送体５０のガイドとして機能し、光伝送体５０は、光伝送体５０の端面５１が第２光学面４３に当接されるように光レセプタクル４０に接続される。これにより、光電変換素子３０から出射された光は、第１光学面４１、反射面４２および第２光学面４３を介して光伝送体５０の端面５１に光学的に結合されうる。

特開２０１３−２３５２４３号公報

特許文献１に記載の光レセプタクル１０を用いて光電変換素子３０および光伝送体５０の端面５１を光学的に適切に結合させる観点からは、第１挿入孔４６の位置精度が重要となる。第１挿入孔４６の位置および形状は、例えば、公知のレーザプローブを用いた非接触３次元測定装置により測定されうる。特許文献１に記載の光レセプタクル１０では、第１挿入孔４６の第２開口部４６２と対向する位置に、第１挿入孔４６よりも大きい第２挿入孔４７が形成されている。このため、第２開口部４６２の位置および形状は、レーザプローブを用いて第２挿入孔４７を介して正確に測定されうる。一方、第１挿入孔４６の第１開口部４６１と対向する位置には、第２光学面４３が配置されている。このため、レーザプローブを第１開口部４６１に対向する位置に設置することができず、第１開口部４６１の位置および形状を、レーザプローブを用いて正確に測定することができない。さらに、第１開口部４６１は、第１凹部４４の深さ方向に対して平行な面内に配置されているため、第１開口部４６１の開口部側（光レセプタクル４０の天面側）からもレーザプローブを用いて正確に測定することができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、光伝送体を挿入するための挿入孔の中心軸上において、一方の開口部と対向する位置に光学面が配置されていたとしても、挿入孔の位置および形状が正確に測定されうる光レセプタクルを提供することを目的とする。また、本発明は、この光レセプタクルを有する光モジュールを提供することも目的とする。さらに、本発明は、光レセプタクルにおける、光伝送体を挿入するための挿入孔の位置および形状を測定するための測定方法を提供することも目的とする。

本発明に係る光レセプタクルは、１または２以上の光電変換素子と、１または２以上の光伝送体との間に配置され、前記１または２以上の光電変換素子と、前記１または２以上の光伝送体の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、前記光電変換素子から出射された光を入射させるか、前記光伝送体の端面から出射され、前記光レセプタクルの内部を通る光を前記光電変換素子に向けて出射させる１または２以上の第１光学面と、前記第１光学面で入射し、前記光レセプタクルの内部を通る光を前記光伝送体の端面に向けて出射させるか、前記光伝送体の端面から出射された光を入射させる第２光学面と、前記第２光学面が内側面の一部に配置されている第１凹部と、前記第１凹部と同じ方向に開口している第２凹部と、前記第２光学面と対向するように前記第１凹部の内側面に配置されており、かつ前記第１凹部の開口部に近づくにつれて前記第２光学面から離れるように傾斜している傾斜面と、前記第１凹部の前記傾斜面に開口している第１開口部と、前記第２凹部の内側面に開口している第２開口部とがそれぞれ両端に配置されており、その形状が直線状である、前記１または２以上の光伝送体を前記第２凹部側から挿入するための１または２以上の挿入孔と、前記挿入孔の中心軸上において、前記第２開口部と対向するように形成されており、前記第２凹部と外部とを連通させている貫通孔と、前記第１凹部および前記第２凹部が開口している側の面に配置されている基準部と、を有する。

本発明に係る光モジュールは、基板と、前記基板上に配置されている１または２以上の光電変換素子と、前記１または２以上の第１光学面が前記１または２以上の光電変換素子と対向するように前記基板上に配置されている本発明に係る光レセプタクルと、を有する。

本発明に係る測定方法は、本発明に係る光レセプタクルにおける前記挿入孔の位置および形状を、レーザプローブを用いて非接触で測定するための測定方法であって、本発明に係る光レセプタクルを準備する工程と、前記第２開口部と、前記基準部が配置されている前記光レセプタクルの面である基準面、および前記基準部との位置関係に基づいて、前記貫通孔を介して、前記第２開口部の位置および形状を測定する工程と、前記基準面側から、前記傾斜面の傾斜角度を測定する工程と、前記傾斜面上の前記第１開口部と前記基準部との位置関係、および前記傾斜面の傾斜角度に基づいて、前記基準面側から、前記第１開口部の位置および形状を測定する工程と、を含む。

本発明によれば、光レセプタクルにおける、光伝送体を挿入するための挿入孔の位置および形状を正確に測定することができる。また、本発明によれば、測定された挿入孔の位置および形状に基づいて、挿入孔の幅および傾斜角度も正確に測定することができる。このため、光電変換素子と光伝送体の端面とを、適切に、光学的に結合させることができる。

図１は、特許文献１に係る光レセプタクルの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る光モジュールの構成を示す断面図である。 図３Ａ〜Ｅは、本発明の実施の形態に係る光レセプタクルの構成を示す図である。 図４Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態に係る光レセプタクルにおける挿入孔の位置および形状を測定するための測定方法を説明するための図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る測定方法の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（光モジュールの構成）
図２は、本発明の実施の形態に係る光モジュール１００の構成を示す断面図である。図２では、光レセプタクル１３０内の光路を示すために光レセプタクル１３０の断面へのハッチングを省略している。なお、図２において、一点鎖線は、光の光軸ＯＡを示している。なお、図２に示される光レセプタクル１３０は、後述の図３ＣのＡ−Ａ線における断面である。

図２に示されるように、光モジュール１００は、基板１１０と、光電変換素子１２０と、光レセプタクル１３０とを有する。光モジュール１００は、光レセプタクル１３０に光伝送体１６０が接続された状態で使用される。

基板１１０上には、１または２以上の光電変換素子１２０と、光レセプタクル１３０とが配置されている。基板１１０には、後述する光レセプタクル１３０の位置決め用凹部１４６に対応した凸部（不図示）が形成されている。この凸部を位置決め用凹部１４６に嵌め込むことにより、光レセプタクル１３０を、基板１１０上に配置された光電変換素子１２０に対して所定の位置に固定することができる。基板１１０の材料は、特に限定されない。基板１１０は、例えばガラスコンポジット基板やガラスエポキシ基板などである。

光電変換素子１２０は、発光素子または受光素子であり、基板１１０上に配置されている。本実施の形態では、６個の発光素子および６個の受光素子が、基板１１０上に配置されている。本実施の形態では、図２の紙面に垂直な方向に沿って、６個の発光素子（手前側）および６個の受光素子（奥側）が同一直線上に配列されている。送信用の光モジュール１００として機能する部分では、光電変換素子１２０として発光素子が使用される。受信用の光モジュール１００として機能する部分では、光電変換素子１２０として受光素子が使用される。発光素子は、例えば垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。受光素子は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）である。

光レセプタクル１３０は、後述する１または２以上の第１光学面１３１が１または２以上の光電変換素子１２０と対向するように基板１１０上に配置されている。光レセプタクル１３０は、光電変換素子１２０と光伝送体１６０との間に配置された状態で、光電変換素子１２０と光伝送体１６０の端面１６１とを光学的に結合させる。送信用の光モジュール１００として機能する部分では、光レセプタクル１３０は、光電変換素子１２０（発光素子）から出射された光を光伝送体１６０の端面１６１に向けて出射する。受信用の光モジュール１００として機能する部分では、光レセプタクル１３０は、光伝送体１６０の端面１６１から出射された光を光電変換素子１２０（受光素子）に向けて出射する。本実施の形態に係る光モジュール１００は、送受信用の光モジュールである。光レセプタクル１３０の構成については、別途詳細に説明する。

光伝送体１６０の種類は、特に限定されない。光伝送体１６０は、後述の挿入孔１４５に挿入される。光伝送体１６０の種類の例には、光ファイバや光導波路などが含まれる。光伝送体１６０は、光レセプタクル１３０に接続される。本実施の形態では、光伝送体１６０は、光ファイバである。また、光ファイバは、シングルモード方式であってもよいし、マルチモード方式であってもよい。

光伝送体１６０は、多心部１６２および単心部１６３を有する。多心部１６２は、例えば、光ファイバのテープ心線であり、複数本の光ファイバをテープ被膜によって一括化したものである。単心部１６３は、例えば、多心部１６２を単心分離することにより形成されうる。単心部１６３は、後述する光レセプタクル１３０の第１凹部１４０および挿入孔１４５内に配置される。多心部１６２は、光レセプタクル１３０の第２凹部１４１内に配置される。

（光レセプタクルの構成）
図３Ａ〜Ｅは、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０の構成を示す図である。図３Ａは、光レセプタクル１３０の平面図であり、図３Ｂは、底面図であり、図３Ｃは、正面図であり、図３Ｄは、背面図であり、図３Ｅは、左側面図である。以下、光レセプタクル１３０の構造的な構成について説明した後に、光レセプタクル１３０の機能的な構成について説明する。

光レセプタクル１３０は、略直方体形状の部材である。図２および図３Ａ〜Ｅに示されるように、本実施の形態では、光レセプタクル１３０は、光レセプタクル１３０の天面に形成されている第１凹部１４０、第２凹部１４１および第３凹部１４２と、光レセプタクル１３０の底面に形成されている第４凹部１４３と、第１凹部１４０の内側面に配置されている傾斜面１４０１と、第１凹部１４０および第２凹部１４１を連通している、光伝送体１６０を挿入するための挿入孔１４５と、第２凹部１４１と外部とを連通させている貫通孔１４４と、第１凹部１４０および第２凹部１４１が開口している側の面（天面）に配置されている基準部１５０と、光レセプタクル１３０の底面に形成されている第５凹部（位置決め用凹部）１４６とを有する。本実施の形態では、貫通孔１４４、第２凹部１４１、挿入孔１４５および第１凹部１４０は、光レセプタクル１３０の正面側からこの順に連通している。

第１凹部１４０は、光レセプタクル１３０の天面の中央部に形成されている略四角柱形状の凹部である。第１凹部１４０において、光レセプタクル１３０の背面側の内側面には、後述の第２光学面１３３が配置されており、光レセプタクル１３０の正面側の内側面には、第２光学面１３３と対向するように傾斜面１４０１が配置されている。傾斜面１４０１は、第１凹部１４０の開口部（天面）に近づくにつれて第２光学面１３３から離れるように傾斜している。詳細については後述するが、第１凹部１４０の深さ方向に垂直な面に対する傾斜面１４０１の傾斜角度は、１０°以上かつ６０°以下であることが好ましく、１０°以上かつ４０°以下であることがより好ましい。本実施の形態では、第１凹部１４０に深さ方向に垂直な面と、光レセプタクル１３０の底面とは、互いに平行な面である。傾斜面１４０１は、少なくとも、第１凹部１４０の内側面の挿入孔１４５の一方の開口部（後述の第１開口部１４５１）が配置されている部分に、第１凹部１４０の開口部側から観察されうるように形成されていればよい。第１凹部１４０の内側面の、第１開口部１４５１が形成されていない部分は、傾斜していてもよいし、傾斜していなくてもよい。

第２凹部１４１は、光レセプタクル１３０の天面の正面側の部分に形成されている略四角柱形状の凹部である。第２凹部１４１は、第１凹部１４０と同じ方向に開口している。第１凹部１４０および第２凹部１４１は、同じ方向に開口していればよく、光レセプタクル１３０の天面に開口していてもよいし、側面に開口していてもよい。また、第１凹部１４０および第２凹部１４１は、同一平面上に開口していなくてもよい。本実施の形態においては、第１凹部１４０および第２凹部１４１は、光レセプタクル１３０の天面側に、かつ同一平面上に開口している。第２凹部１４１において、光レセプタクル１３０の背面側の内側面には、挿入孔１４５の他方の開口部（後述の第２開口部１４５２）が配置されている。第２凹部１４１の内側面は、第２凹部１４１の深さ方向に対して傾斜していてもよいし、傾斜していなくてもよい。たとえば、第２凹部１４１の内側面は、第２凹部１４１の深さ方向に対して、射出成形における離型のための抜きテーパー相当の傾斜角度で傾斜していてもよい。また、第２凹部１４１において、光レセプタクル１３０の正面側の内側面には、挿入孔１４５の中心軸上において、第２開口部１４５２と対向するように貫通孔１４４が形成されている。

第１凹部１４０および第２凹部１４１には、光伝送体１６０の単心部１６３が第１凹部１４０および挿入孔１４５内に配置され、かつ多心部１６２が第２凹部１４１内に配置されている状態で、接着剤が充填され、硬化される。これにより、光レセプタクル１３０に光伝送体１６０を固定することができる。接着剤の種類は、光伝送体１６０を固定することができれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂である。

第３凹部１４２は、光レセプタクル１３０の天面の背面側の部分に形成されている略三角柱形状の凹部である。第３凹部１４２の内面の一部には、後述の反射面１３２が配置されている。第３凹部１４２の反射面１３２に対向している内面は、第３凹部１４２の深さ方向に対して傾斜していてもよいし、傾斜していなくてもよい。たとえば、第３凹部１４２の内側面は、第３凹部１４２の深さ方向に対して、射出成形における離型のための抜きテーパー相当の傾斜角度で傾斜していてもよい。

第４凹部１４３は、光レセプタクル１３０の底面に形成されている凹部である。第４凹部１４３の底面には、後述の第１光学面１３１が配置されている。

貫通孔１４４は、挿入孔１４５の中心軸上において、光レセプタクル１３０の正面側に形成されており、第２凹部１４１と外部とを連通させている。貫通孔１４４は、光レセプタクル１３０に光伝送体１６０が接続される際に光伝送体１６０のガイドとして機能し、かつ光伝送体１６０（より具体的には、多心部１６２）の保持部としても機能する。さらに、貫通孔１４４は、挿入孔１４５の第２開口部１４５２の位置および形状を測定するときの覗き穴としても機能する。貫通孔１４４の大きさは、第２開口部１４５２の位置および形状を測定するときの覗き穴として機能することができれば特に限定されず、例えば、第２開口部１４５２の開口よりも大きい。貫通孔１４４の数は、１または２以上であり、第１光学面１３１および第２光学面１３３の数に応じて設定される。本実施の形態では、貫通孔１４４の数は、１個である。貫通孔１４４の断面形状、長さ、傾斜角度は、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。貫通孔１４４の断面形状の例には、円形状、四角形状および多角形状が含まれる。本実施の形態では、貫通孔１４４の形状は、円形状である。

挿入孔１４５は、第１凹部１４０の傾斜面１４０１に開口している第１開口部１４５１と、第２凹部１４１の内側面に開口している第２開口部１４５２とを有する直線状の貫通孔である。第１開口部１４５１および第２開口部１４５２は、挿入孔１４５の両端にそれぞれ配置されている。前述のとおり、挿入孔１４５は、第１凹部１４０および第２凹部１４１を連通している。また、挿入孔１４５は、光レセプタクル１３０に光伝送体１６０が第２凹部１４１側から挿入される際に光伝送体１６０のガイドとして機能し、かつ光伝送体１６０（より具体的には、単心部１６３）の保持部としても機能する。挿入孔１４５の数は、１または２以上であり、第１光学面１３１および第２光学面１３３の数に応じて設定される。本実施の形態では、挿入孔１４５の数は、１２個である。挿入孔１４５の断面形状、幅、長さ、傾斜角度は、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。挿入孔１４５の断面形状の例には、円形状、四角形状および多角形状が含まれる。本実施の形態では、挿入孔１４５の形状は、円形状である。挿入孔１４５は、挿入孔１４５の中心軸が後述する第２光学面１３３に対して垂直となるように構成されていることが好ましい。

基準部１５０は、第１凹部１４０および第２凹部１４１が開口している側の面に配置されている。本実施の形態では、基準部１５０は、光レセプタクル１３０の天面上に配置されている。詳細については後述するが、基準部１５０は、挿入孔１４５（第１開口部１４５１および第２開口部１４５２）の位置および形状を測定するときの位置基準となる。上記機能を発揮することができれば、基準部１５０の形状、数、配置および大きさは、特に限定されない。基準部１５０の形状の例には、凹形状および凸形状が含まれる。基準部１５０の平面視形状の例には、円形状、四角形状および多角形状が含まれる。本実施の形態では、基準部１５０は一対の凸部であり、その平面視形状は円形状である。また、本実施の形態では、一対の凸部は、その配列方向が挿入孔１４５の配列方向と平行となるように配置されている。基準部１５０は、光レセプタクル１３０と一体として形成されていてもよいし、別体として形成されていてもよい。

第５凹部１４６は、基板１１０に形成された凸部が嵌め込まれることで、光レセプタクル１３０の１２個の第１光学面１３１を１２個の光電変換素子１２０に対してそれぞれ適切な位置に位置決めするための位置決め用の凹部である。第５凹部１４６の形状、数、配置および大きさは、特に限定されず、基板１１０の形状などに応じて適宜設定されうる。本実施の形態では、第５凹部１４６は、略円柱形状の凹部である。

また、光レセプタクル１３０は、第１光学面１３１、反射面１３２および第２光学面１３３を有する。本実施の形態では、第１光学面１３１の数は、１２個である。

第１光学面１３１は、光電変換素子１２０（発光素子）から出射された光を光レセプタクル１３０の内部に入射させるか、光伝送体１６０の端面１６１から出射され、光レセプタクル１３０の内部を通る光を光電変換素子１２０（受光素子）に向けて出射させる光学面である。第１光学面１３１の数は特に限定されない。本実施の形態では、前述のとおり、第１光学面１３１の数は、１２個である。本実施の形態に係る光レセプタクル１３０では、図３Ｂの右端から６個の第１光学面１３１を送信側の第１光学面１３１として使用し、左端から６個の第１光学面１３１を受信側の第１光学面１３１として使用している。１２個の第１光学面１３１は、光レセプタクル１３０の底面において、１２個の光電変換素子１２０とそれぞれ対向するように配置されている。本実施の形態では、光レセプタクル１３０の裏側（底面）に設けられた第４凹部１４３の底面に、１２個の第１光学面１３１が一列に配置されている。第１光学面１３１の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１光学面１３１は、光電変換素子１２０に向かって凸状の凸レンズ面である。また、第１光学面１３１の平面視形状は、円形状である。第１光学面１３１の中心軸は、光電変換素子１２０の発光面または受光面（および基板１１０の表面）に対して垂直であることが好ましい。また、第１光学面１３１の中心軸は、光電変換素子１２０（発光素子）から出射された光、または光電変換素子１２０（受光素子）に入射する光の光軸ＯＡと一致していることが好ましい。

反射面１３２は、第１光学面１３１で入射した光を第２光学面１３３に向けて反射させるか、第２光学面１３３で入射した光を第１光学面１３１に向けて反射させる光学面である。反射面１３２は、第３凹部１４２の内面の一部を構成している。反射面１３２は、光レセプタクル１３０の底面から天面に向かうにつれて、正面側に配置される光伝送体１６０に近づくように傾斜している。反射面１３２の傾斜角度は、特に限定されない。本実施の形態では、反射面１３２の傾斜角度は、反射面１３２に入射する光の光軸ＯＡに対して４５°である。反射面１３２の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、反射面１３２の形状は、平面である。反射面１３２には、第１光学面１３１または第２光学面１３３で入射した光が、臨界角より大きな入射角で入射する。

第２光学面１３３は、第１光学面１３１で入射し、光レセプタクル１３０の内部を通る光を光伝送体１６０の端面１６１に向けて出射させるか、光伝送体１６０の端面１６１から出射された光を光レセプタクル１３０の内部に入射させる光学面である。第２光学面１３３は、傾斜面１４０１（第１開口部１４５１）と対向するように第１凹部１４０の内側面の一部に配置されている。光伝送体１６０の端面１６１は、第２光学面１３３に対向するように配置される。第２光学面１３３の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第２光学面１３３の形状は、第１凹部１４０の深さ方向に平行な平面である。第２光学面１３３は、光伝送体１６０に対して垂直な平面であることが好ましい。また、第２光学面１３３は、光伝送体１６０の端面１６１から出射された光、または光伝送体１６０の端面１６１に入射する光の光軸ＯＡに対して垂直であることが好ましい。これにより、光伝送体１６０の端面１６１から出射された光を屈折させることなく光レセプタクル１３０の内部に入射させることができ、光伝送体１６０の端面１６１に入射する光を屈折させることなく光レセプタクル１３０の外部に出射させることができる。

光レセプタクル１３０は、光通信に用いられる波長の光に対して透光性を有する材料を用いて形成される。光レセプタクル１３０の材料の例には、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）や環状オレフィン樹脂などの透明な樹脂が含まれる。また、光レセプタクル１３０は、例えば射出成形により製造されうる。

（光モジュールにおける光路）
次に、本実施の形態に係る光モジュール１００における光路について説明する。

送信用の光モジュール１００として機能する部分では、光電変換素子１２０（発光素子）から出射された光は、第１光学面１３１で光レセプタクル１３０の内部に入射する。このとき、入射光は、第１光学面１３１によってコリメート光に変換され、反射面１３２に向かって進行する。次いで、入射光は、反射面１３２で反射され、第２光学面１３３に向かって進行する。第２光学面１３３に到達した光は、第２光学面１３３で光レセプタクル１３０の外部に出射され、光伝送体１６０の端面１６１に到達する。

一方、受信用の光モジュール１００として機能する部分では、光伝送体１６０の端面１６１から出射された光は、第２光学面１３３で光レセプタクル１３０の内部に入射し、反射面１３２に向かって進行する。次いで、入射光は、反射面１３２で反射され、第１光学面１３１に向かって進行する。第１光学面１３１に到達した光は、第１光学面１３１で光レセプタクル１３０の外部に出射され、光電変換素子１２０（受光素子）に到達する。このとき、出射光は、第１光学面１３１によって光電変換素子１２０（受光素子）の受光面の中心に集光されつつ到達する。

以上のように、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０は、光電変換素子１２０と光伝送体１６０の端面とを光学的に適切に結合させることができる。

（挿入孔の位置および形状の測定方法）
次いで、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０の挿入孔１４５の位置および形状を、レーザプローブを用いて非接触で測定するための方法（本実施の形態に係る測定方法）について説明する。本実施の形態に係る測定方法では、公知のレーザプローブを用いた非接触３次元測定機が使用されうる。さらに、本実施の形態では、測定された挿入孔１４５の位置および形状に基づいて、挿入孔１４５の幅（本実施の形態では、挿入孔１４５の径）および傾斜角度を測定する方法についても説明する。

図４Ａ〜Ｃは、光レセプタクル１３０における挿入孔１４５の位置および形状を測定するための測定方法を説明するための図である。図４Ａは、光レセプタクル１３０の断面図であり、図４Ｂは、正面図であり、図４Ｃは、平面図である。図４Ａは、図３ＣのＡ−Ａ線における断面図であり、光レセプタクル１３０へのハッチングは省略されている。以下、図４Ａ〜Ｃに示されるように、光レセプタクル１３０について、正面から背面に向かう方向をｘ軸方向とし、左側面から右側面に向かう方向をｙ軸方向とし、天面から底面に向かう方向をｚ軸方向とする。本実施の形態では、ｘ軸方向は、挿入孔１４５の中心軸方向と平行であり、ｙ軸方向は、挿入孔１４５の並び方向と平行であり、ｚ軸方向は、第１凹部１４０および第２凹部１４１の深さ方向と平行である。また、第２開口部１４５２を含むｙ−ｚ平面をｘ軸方向における基準（０，ｙ，ｚ）とし、挿入孔１４５の並び方向（ｙ軸方向）における光レセプタクル１３０の中心位置を含むｚ−ｘ平面をｙ軸方向における基準（ｘ，０，ｚ）とし、基準部１５０が配置されている光レセプタクル１３０のｘ−ｙ平面（以下、「基準面Ｓ」ともいう）をｚ軸方向における基準（ｘ，ｙ，０）とする。また、各挿入孔１４５の第１開口部１４５１の位置をＡ１（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）（ｉ＝１〜１２）とし、各挿入孔１４５の第２開口部１４５２の位置をＡ２（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）（ｉ＝１〜１２）とする。このとき、ｉは、挿入孔１４５の並び方向において、光レセプタクル１３０の正面から見た場合に左側から番号を付けたときの挿入孔１４５の位置番号を示している。なお、図４Ａにおいて、白い大きい矢印は、各工程における測定方向を示している。

図５は、本実施の形態に係る測定方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態に係る測定方法は、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０を準備する工程（Ｓ１０）と、貫通孔１４４を介して挿入孔１４５の第２開口部１４５２の位置Ａ２および形状を測定する工程（Ｓ２０）と、基準面Ｓ側から傾斜面１４０１の傾斜角度θを測定する工程（Ｓ３０）と、基準面Ｓ側から挿入孔１４５の第１開口部１４５１の位置Ａ１および形状を測定する工程（Ｓ４０）と、挿入孔１４５の径および傾斜角度を算出する工程（Ｓ５０）と、を含む。

まず、本実施の形態に係る光レセプタクル１３０を準備して、測定装置に設置する（工程Ｓ１０）。

次いで、挿入孔１４５の第２開口部１４５２の位置Ａ２（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）および形状を測定する（工程Ｓ２０）。具体的には、第２開口部１４５２と、基準面Ｓおよび基準部１５０との位置関係に基づいて、貫通孔１４４を介して、ｙ軸方向およびｚ軸方向における第２開口部１４５２の位置（ｙ_ｉおよびｚ_ｉ）および形状を測定する（図４Ａ参照）。ｘ軸方向における第２開口部１４５２の位置（ｘ_ｉ）は、第２開口部１４５２と基準面Ｓ上の基準部１５０との位置関係に基づいて定義される。本実施の形態では、前述のとおり、第２開口部１４５２を含む面をｘ軸方向における基準としているため、ｘ_ｉは０と定義される。このとき、光レセプタクル１３０の第２凹部１４１が覗き穴として機能するため、ｘ軸方向における第２開口部１４５２の位置（ｘ_ｉ）が正確に決定されうる。また、第２開口部１４５２の位置Ａ２（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）および形状を高精度に測定する観点からは、測定点の数は、６００以上であることが好ましい。

次いで、傾斜面１４０１の傾斜角度θを測定する（工程Ｓ３０）。具体的には、測定装置により、基準面Ｓ側から装置における基準面（０°）に対する光レセプタクル１３０の底面（設置平面）の傾斜角度および傾斜面１４０１の傾斜角度を測定し（図４Ａ参照）、これらの差分値を算出して、第１凹部の深さ方向に垂直な面に対する傾斜角１４０１の傾斜角度θを測定する。

次いで、挿入孔１４５の第１開口部１４５１の位置Ａ１（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）および形状を測定する（工程Ｓ４０）。具体的には、第１開口部１４５１と基準部１５０との位置関係、および傾斜面１４０１の傾斜角度θに基づいて、基準面Ｓ側から挿入孔１４５の第１開口部１４５１の位置Ａ１および形状を測定する（図４Ａ参照）。より具体的には、第１開口部１４５１と基準部１５０との位置関係に基づいて、基準面Ｓ側から、基準面Ｓの面内方向（ｘ軸方向およびｙ軸方向）における位置（ｘ_ｉおよびｙ_ｉ）および形状を測定する。そして、第１凹部１４０の内側面の第１開口部１４５１が配置されている部分に傾斜面１４０１が形成されているため、基準面Ｓの面内方向における第１開口部１４５１の位置（ｘ_ｉおよびｙ_ｉ）および形状と、傾斜面１４０１の傾斜角度θとに基づいて、ｚ軸方向における第１開口部１４５１の位置（ｚ_ｉ）を算出することができ、結果として、第１開口部１４５１の位置Ａ１および形状を測定することができる。基準面Ｓ側から第１開口部１４５１の位置Ａ１および形状を適切に測定する観点からは、第１凹部１４０の深さ方向（ｚ軸方向）に垂直な面（本実施の形態では、光レセプタクル１３０の底面）に対する傾斜面１４０１の傾斜角度θは、１０°以上かつ６０°以下であることが好ましく、１０°以上かつ４０°以下であることがより好ましい。また、第１開口部１４５１の位置Ａ１（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）および形状を高精度に測定する観点からは、測定点の数は、６００以上であることが好ましい。

以上の工程により、直線状の挿入孔１４５の位置（第１開口部１４５１の位置Ａ１および第２開口部１４５２の位置Ａ２）および形状を測定することができる。これにより、挿入孔１４５の位置精度を確認することができる。

最後に、挿入孔１４５の径および傾斜角度を算出する（工程Ｓ５０）。具体的には、工程Ｓ２０および工程Ｓ４０で測定された挿入孔１４５の第１開口部１４５１の位置Ａ１（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）および形状と、第２開口部１４５２の位置Ａ２（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）および形状とに基づいて、挿入孔１４５の径と、挿入孔１４５の傾斜角度とを算出する。

（効果）
本実施の形態に係る光レセプタクル１３０では、第１凹部１４０の内側面の、挿入孔１４５の第１開口部１４５１が配置されている部分に、傾斜面１４０１が形成されている。これにより、第１開口部１４５１に対向する位置に第２光学面１３３が配置されていても、上方から正確に挿入孔１４５の位置および形状を測定することができる。また、本実施の形態では、径および傾斜角度も測定することができる。また、本実施の形態では、第２凹部１４１が基準面Ｓに開口していることにより、ｘ軸方向における挿入孔１４５の第２開口部１４５２の位置を正確に決定することができる。さらに、第１凹部１４０および第２凹部１４１が同じ方向に開口していることにより、共通の基準部１５０との位置関係に基づいて第１開口部１４５１および第２開口部１４５２の位置および形状を測定することができるため、挿入孔１４５（第１開口部１４５１および第２開口部１４５２）の位置および形状を正確に測定することができる。

なお、上記実施の形態では、第２開口部１４５２の位置Ａ２および形状を測定した後に、第１開口部１４５１の位置Ａ１および形状を測定したが、本発明に係る測定方法は、この順番に限定されない。たとえば、第１開口部１４５１の位置Ａ１および形状を測定した後に、第２開口部１４５２の位置Ａ２および形状を測定してもよい。

また、上記実施の形態に係る光レセプタクル１３０では、光レセプタクル１３０が反射面１３２を有する場合について説明したが、本発明に係る光レセプタクルは、反射面１３２を有していなくてもよい。この場合、第１光学面および第２光学面は、光レセプタクルにおいて互いに反対側に配置される。そして、送信用の光モジュールとして機能する部分では、光電変換素子（発光素子）から出射された光は、第１光学面で光レセプタクルの内部に入射する。入射光は、反射面１３２で反射されることなく第２光学面に到達し、第２光学面で光レセプタクルの外部に出射される。最後に、出射光は、光伝送体の端面に到達する。一方、受信用の光モジュールとして機能する部分では、光伝送体の端面から出射された光は、第２光学面で光レセプタクルの内部に入射する。入射光は、第１光学面に到達し、第１光学面で光レセプタクルの外部に出射される。最後に、出射光は、光電変換素子（受光素子）に到達する。

さらに、上記実施の形態に係る光レセプタクル１３０では、第１光学面１３１および挿入孔１４５の数がそれぞれ２以上の場合について説明したが、本発明に係る光レセプタクルは、これに限定されない。本発明に係る光レセプタクルでは、第１光学面および挿入孔の数は、それぞれ１つであってもよい。この場合、本発明に係る光モジュールでは、１つの光電変換素子と、１つの光伝送体とが使用される。

本発明に係る光レセプタクルおよび光モジュールは、光伝送体を用いた光通信に有用である。

１０ 光モジュール
２０ 基板
３０ 光電変換素子
４０ 光レセプタクル
４１ 第１光学面
４２ 反射面
４３ 第２光学面
４４ 第１凹部
４５ 第２凹部
４６ 第１挿入孔
４６１ 第１開口部
４６２ 第２開口部
４７ 第２挿入孔
５０ 光伝送体
５１ 光伝送体の端面
１００ 光モジュール
１１０ 基板
１２０ 光電変換素子
１３０ 光レセプタクル
１３１ 第１光学面
１３２ 反射面
１３３ 第２光学面
１４０ 第１凹部
１４０１ 傾斜面
１４１ 第２凹部
１４２ 第３凹部
１４３ 第４凹部
１４４ 貫通孔
１４５ 挿入孔
１４５１ 第１開口部
１４５２ 第２開口部
１４６ 第５凹部
１５０ 基準部
１６０ 光伝送体
１６１ 光伝送体の端面
１６２ 多心部
１６３ 単心部
ＯＡ 光軸
Ｓ 基準面
θ 傾斜面の傾斜角度

Claims (8)

1. １または２以上の光電変換素子と、１または２以上の光伝送体との間に配置され、前記１または２以上の光電変換素子と、前記１または２以上の光伝送体の端面とを光学的に結合するための光レセプタクルであって、
   前記光電変換素子から出射された光を入射させるか、前記光伝送体の端面から出射され、前記光レセプタクルの内部を通る光を前記光電変換素子に向けて出射させる１または２以上の第１光学面と、
   前記第１光学面で入射し、前記光レセプタクルの内部を通る光を前記光伝送体の端面に向けて出射させるか、前記光伝送体の端面から出射された光を入射させる第２光学面と、
   前記第２光学面が内側面の一部に配置されている第１凹部と、
   前記第１凹部と同じ方向に開口している第２凹部と、
   前記第２光学面と対向するように前記第１凹部の内側面に配置されており、かつ前記第１凹部の開口部に近づくにつれて前記第２光学面から離れるように傾斜している傾斜面と、
   前記第１凹部の前記傾斜面に開口している第１開口部と、前記第２凹部の内側面に開口している第２開口部とがそれぞれ両端に配置されており、その形状が直線状である、前記１または２以上の光伝送体を前記第２凹部側から挿入するための１または２以上の挿入孔と、
   前記挿入孔の中心軸上において、前記第２開口部と対向するように形成されており、前記第２凹部と外部とを連通させている貫通孔と、
   前記第１凹部および前記第２凹部が開口している側の面に配置されている基準部と、
   を有する、光レセプタクル。
2. 前記第１凹部の深さ方向に垂直な面に対する前記傾斜面の傾斜角度は、１０°以上かつ６０°以下である、請求項１に記載の光レセプタクル。
3. 前記基準部は、一対の凸部または凹部である、請求項１または請求項２に記載の光レセプタクル。
4. 前記第１光学面で入射した光を前記第２光学面に向けて反射させるか、前記第２光学面で入射した光を前記第１光学面に向けて反射させる反射面をさらに有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光レセプタクル。
5. 基板と、
   前記基板上に配置されている１または２以上の光電変換素子と、
   前記１または２以上の第１光学面が前記１または２以上の光電変換素子と対向するように前記基板上に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の光レセプタクルと、
   を有する、光モジュール。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光レセプタクルにおける前記挿入孔の位置および形状を、レーザプローブを用いて非接触で測定するための測定方法であって、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の光レセプタクルを準備する工程と、
   前記第２開口部と、前記基準部が配置されている前記光レセプタクルの面である基準面、および前記基準部との位置関係に基づいて、前記貫通孔を介して、前記第２開口部の位置および形状を測定する工程と、
   前記基準面側から、前記傾斜面の傾斜角度を測定する工程と、
   前記傾斜面上の前記第１開口部と前記基準部との位置関係、および前記傾斜面の傾斜角度に基づいて、前記基準面側から、前記第１開口部の位置および形状を測定する工程と、
   を含む、測定方法。
7. 前記第１開口部および前記第２開口部の位置および形状に基づいて、前記挿入孔の幅を算出する工程をさらに含む、請求項６に記載の測定方法。
8. 前記第１開口部と前記第２開口部との位置関係に基づいて、前記挿入孔の傾斜角度を算出する工程をさらに含む、請求項６または請求項７に記載の測定方法。

Images